過程流體機(jī)械

廣西大學(xué)過程流體機(jī)械主講:潘樹林（博士教授）給學(xué)生講授，關(guān)于在化工生產(chǎn)中對所加工的對象進(jìn)行機(jī)械作用的機(jī)械重點介紹?！哆^程流體機(jī)械》課程的教學(xué)目的各種流體機(jī)械（往復(fù)式壓縮機(jī)、離心壓縮機(jī)、離心泵、離心機(jī)）的工作原理、運(yùn)行特性、基本性能以及影響效率的因素。分析機(jī)器的基本結(jié)構(gòu)原理、主要零部件的特點。

1.1過程流體機(jī)械

1.2流體機(jī)械的分類1.3流體機(jī)械的用途1.4流體機(jī)械的發(fā)展前途第一章緒論

§1.1過程流體機(jī)械

1.1.1過程與生產(chǎn)過程1.1.2過程裝備1.1.3過程流體機(jī)械定義:

在工業(yè)生產(chǎn)中，很多生產(chǎn)過程處理的物料為流程性物料，如氣體、液體、粉體等。過程工業(yè)就是以流程性物料為主要處理對象，完成各種生產(chǎn)過程的工業(yè).。

范圍:

化肥、石油工業(yè)、生物化工、制藥、農(nóng)藥染料、食品、煉油、輕工、熱電、核工業(yè)、公用工程、濕法冶金、環(huán)境保護(hù)等。過程工業(yè)

2CY、KCB齒輪式輸油泵CYZ-A型自吸式離心泵SVK8-3S空氣壓縮機(jī)

成套過程裝置

它是組成過程工業(yè)的工作母機(jī)群，它通常是由一系列的過程機(jī)器和過程設(shè)備按一定的流程方程式用管道、閥門等連接起來的一個獨立密閉聯(lián)系系統(tǒng)，再配以必要的控制儀表和設(shè)備，即能平穩(wěn)連續(xù)的把以流體為主要的各種流程性材料，讓其在裝置內(nèi)部經(jīng)歷必要的物理化學(xué)過程，制造出人們需要的新的流程性材料產(chǎn)品。重油加氫脫硫和制氫裝置設(shè)備的檢修

管道在過程工業(yè)中過程裝備是成套過程裝置的主體，它是單元過程設(shè)備（如塔、換熱器、反應(yīng)器、與儲罐等）與單元過程機(jī)器（如壓縮機(jī)、泵、分離機(jī)等）兩者的統(tǒng)一。過程裝備

TSWA型臥式多級離心泵

WQK、QG、WQX系列帶切割裝置潛水排污泵

GW、LW型無堵塞排污泵IS型清水離心泵YJZ型柱塞式計量泵用途：

一、給流體增壓與輸送流體，使其滿足各種生產(chǎn)條件的工藝要求。

二、保持連續(xù)性的管道化生產(chǎn)。

三、參與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的制作。

四、作為輔助性生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的動力氣源、控制儀表的用氣、環(huán)境通風(fēng)等。過程流體機(jī)械

定義：

它是過程裝備的重要組成部分之一，以流體為工質(zhì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換處理與輸送的設(shè)備。全面熟悉典型的過程流體機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)、基本工作原理、工作特性以及能表征其生產(chǎn)能力的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，達(dá)到能夠初步學(xué)會選用各種流體機(jī)械的目的。教學(xué)目標(biāo)

過程流體機(jī)械在過程生產(chǎn)中應(yīng)用量大面廣，起著心臟、動力和關(guān)鍵設(shè)備的重要作用，選用好這些流體機(jī)械，對工廠的設(shè)備投資、產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和效益等都具有十分重要的意義。在專業(yè)體系中的地位1.2流體機(jī)械的分類1.2.1按能量轉(zhuǎn)換分類1.2.2按流體介質(zhì)分類1.2.3按流體機(jī)械結(jié)構(gòu)特點分類分類方式名稱特點舉例備注按能量轉(zhuǎn)換分類原動機(jī)流體能量→機(jī)械能（軸功率）水輪機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)鈾C(jī)

內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)工作機(jī)機(jī)械能（軸功率）→流體能量泵、壓縮機(jī)、分離機(jī)目的：改變流體狀態(tài)（壓力、流體分離）；輸送流體分類方式名稱特點舉例備注按流體介質(zhì)分類壓氣機(jī)（壓縮機(jī)）壓縮、輸送氣體壓縮機(jī)＞0.3MPa（3×105Pa）鼓風(fēng)機(jī)=0.15～0.3MPa（0.15～0.3×105Pa）通風(fēng)機(jī)＜0.15MPa（0.15×105Pa）真空泵負(fù)壓泵壓縮、輸送液體

分離機(jī)分離混合介質(zhì)

分類方式名稱特點舉例備注按流體機(jī)械結(jié)構(gòu)特點分類往復(fù)式結(jié)構(gòu)壓比高、流量小往復(fù)式壓縮機(jī)

往復(fù)活塞式壓縮機(jī)往復(fù)式泵

旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)壓比低、流量高轉(zhuǎn)輪（回轉(zhuǎn)式）羅茨鼓風(fēng)機(jī)、螺桿式葉輪（透平式）離心壓縮機(jī)、離心泵轉(zhuǎn)鼓分離機(jī)

工作機(jī)

工作機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的能量，用來改變流體的狀態(tài)（提高流體的壓力、使流體分離等）與輸送流體，如壓縮機(jī)、泵、分離機(jī)等。按能量轉(zhuǎn)換分類

原動機(jī)

原動機(jī)是將流體的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來輸送軸功率，如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)等。

分離機(jī)

定義：用機(jī)械能將混合介質(zhì)分離開來的機(jī)械叫做分離機(jī)。壓縮機(jī)

定義：將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的能量，用來給氣體增壓與輸送氣體的機(jī)械稱為壓縮機(jī)。按照氣體壓力升高的程度，又區(qū)分為壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和通風(fēng)機(jī)。泵

定義：將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的能量，用來給液體增壓與輸送液體的機(jī)械稱為泵。按流體介質(zhì)分類壓縮機(jī)的分類容積式往復(fù)式回轉(zhuǎn)式單軸：滾動活塞式、滑片式、液環(huán)式、單螺桿式自由活塞式雙軸：螺桿式、羅茨式驅(qū)動方式：活塞式、膜式動力式噴射式透平式：離心式、軸流式往復(fù)壓縮機(jī)的分類M型這里主要介紹按結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類：臥式壓縮機(jī)立式壓縮機(jī)角度式壓縮機(jī)其它分類方式一般臥式對置式對動式H型V型星型W型扇形L型角度式壓縮機(jī)（l型）立式壓縮機(jī)

對動型

角度式壓縮機(jī)（v型）對置型臥式壓縮機(jī)角度式壓縮機(jī)（W型）按列數(shù)分類

按重量分類

按冷卻方式分類

按壓縮機(jī)級數(shù)分類

按汽缸數(shù)分類

按有無十字頭分類

按汽缸潤滑狀況分類

按安裝方式分類單作用壓縮機(jī)：

每個活塞僅在一側(cè)形成工作容積的壓縮機(jī)。

雙作用壓縮機(jī)：

每個活塞兩側(cè)均形成相同級次工作容積的壓縮機(jī)。

級差式壓縮機(jī)：

不同直徑的活塞組合在一起，并構(gòu)成不同級次的工作容積壓縮機(jī)。

其它分類方式隔膜式壓縮機(jī)D095V80-350兩極壓縮Diaphragm（隔膜）第一個字母型式v型低壓缸壓力等級高壓缸壓力等級系列號渦旋式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)有兩種結(jié)構(gòu)：自轉(zhuǎn)型和公轉(zhuǎn)型。主要壓縮部件有兩個互相合的漸開線渦盤。頂部的渦盤包括排氣口是固定的，底部渦盤是轉(zhuǎn)動盤。兩個渦盤之間通過一個防旋轉(zhuǎn)裝置保持一個固定的相位角（180度），當(dāng)?shù)妆P在固定盤內(nèi)按軌跡運(yùn)轉(zhuǎn)時，底盤（轉(zhuǎn)動盤）與固定盤之間會形成月牙形的空間，該月牙形空間逐漸縮小直到在渦盤的中部消失，吸氣、壓縮、排氣過程即隨著渦盤轉(zhuǎn)動中月牙腔的變化而形成。液環(huán)式壓縮機(jī)KPH、LOH液環(huán)壓縮機(jī)

最高性能（單級）：

吸入容量≤10000m3/h

排出壓力≤1.5bar

最高性能（兩級）：

吸入容量≤1450m3/h

排出壓力≤15bar

特征和設(shè)計選項：氣體和蒸汽壓縮；填料密封；機(jī)械密封（單端面或雙端面）；磁力驅(qū)動；ANSI或ISO規(guī)格；標(biāo)準(zhǔn)材料和特殊材料。液環(huán)式壓縮機(jī)泵的分類葉片式泵（透平式泵）：離心泵、軸流泵、混流泵、漩渦泵容積式泵往復(fù)泵：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵回轉(zhuǎn)泵：齒輪泵、螺桿泵、滑片泵其他類型泵：噴射泵、水錘泵、真空泵按壓力分為低壓泵（低于2MPa）高壓泵(高于6MPa）中壓泵（2-6MPa）離心泵的分類按主軸安放情況分類：臥式泵、立式泵、斜式泵按流體吸入葉輪的方式：單吸式泵、雙吸式泵按級數(shù)分類：單級泵、多級泵按泵體形式分類：蝸殼泵、筒型泵

離心泵的分類很多，可按使用目的、介質(zhì)種類、結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行分類。這里主要介紹按結(jié)構(gòu)型式作如下分類：按使用目的分泵Y型、DY型多級離心油泵WL型立式污水泵YG型管道離心油泵壓力容器供水泵GC型鍋爐給水泵AS型潛水排污泵輸送泵2.5CYPM型制藥專用泵CYBZP50-32-16按介質(zhì)種類分泵淀粉泵CYNK2250酒泵25CYJB-16高溫濃漿泵CYBW50-32-160A曲篩淀粉泵65CYND-40淀粉泵CYIHN50-32-160AB單級單吸離心泵葉輪名義直徑（mm）ISIH80-65-160排出口直徑（mm）吸入口直徑（mm）單級單吸化工離心泵單級單吸清水離心泵單級雙吸離心泵150S50A葉輪外徑經(jīng)過一次切割揚(yáng)程(m)單級雙吸離心泵吸入口直徑(mm)多級離心泵80DX*10級數(shù)立式多級分段式離心泵吸入口直徑臥式泵TSWA型臥式多級離心泵ISW系列臥式離心泵

ISW單級單吸管道離心泵TSWA型臥式多級離心泵立式泵

ISG系列單級單吸立式管道泵DL、DLR型立式多級離心泵GDL型立式多級管道泵WL型立式污水泵DL型立式多級離心泵WLX型立式漩流無堵塞泵離心泵的命名方式泵的類型，A或B或C分別表示葉輪外徑經(jīng)過一、二、三次切割。多級泵的級數(shù)，若為單級泵，就不標(biāo)出。新產(chǎn)品標(biāo)出揚(yáng)程數(shù)，有時在該值前標(biāo)出流量，兩值之間加橫線隔開。對多級泵標(biāo)出的是單機(jī)揚(yáng)程。對老產(chǎn)品標(biāo)出的是比轉(zhuǎn)數(shù)被10除后的整數(shù)。用漢語拼音字母標(biāo)出泵的基本型式。泵的基本型式及其特征軸流泵

ZLB型泵系單級立式軸流泵。適用于輸送清水、污水、或廢水及帶有輕微腐蝕性的液體,被輸送液體溫度一般不高于50℃。漩渦泵型號1w-2.5-12流量m3/h2.5揚(yáng)程m120電壓v380轉(zhuǎn)速r/min2900功率kw3往復(fù)活塞泵主要技術(shù)參數(shù)

型式：B-36型往復(fù)活塞式

轉(zhuǎn)速：700-800轉(zhuǎn)/分

流量：36-40升/分

工作壓力：最高3MPa，常用1-2.5MPa

吸液高度：不大于3米

耗用功率：最大2.5升瓦柱塞泵Interpump柱塞泵主要廣泛應(yīng)用于油田、紡織、汽車、冶金、陶瓷等行業(yè)的設(shè)備沖洗、除垢、灌溉、管道檢測等清洗工作及生產(chǎn)應(yīng)用。隔膜泵QBY系列氣動隔膜泵是一種新型輸送機(jī)械，采用壓縮空氣為動力源，對于各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體、高粘度、易揮發(fā)、易燃、劇毒的液體，均能以抽光吸盡。齒輪泵常用的齒輪泵有：CB-B型齒輪泵，共有16種規(guī)格。型號字母CB表示齒輪，后一個B表示壓力等級，中國機(jī)床液壓系統(tǒng)壓力分成A、B、C三級，相對應(yīng)的壓力是1.0、2.5、6.3MPa。農(nóng)用機(jī)CB齒輪泵壓力較高，其額定壓力為10MPa，最大壓力可達(dá)13.5MPa，轉(zhuǎn)速范圍為1300-1625r/min。CB-F型高壓齒輪泵，額定壓力為14MPa，最大壓力可達(dá)17.5MPa。螺桿泵單螺桿泵工作時，液體被吸入后就進(jìn)入螺紋與泵殼所圍的密封空間，當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時，密封容積在螺牙的擠壓下提高其壓力，并沿軸移動。由于螺桿按等速旋轉(zhuǎn)，所以液體出口流量是均勻的。右圖是NZB粘油滑片泵，它是一種新型的容積泵，其融合了齒輪泵、螺桿泵的優(yōu)異特性，具有極高的自吸性能，且維修簡單方便，是齒輪泵、螺桿泵的理想替代品。

技術(shù)參數(shù)：

流量：3-100m/h

壓差：0.2-1.0MPa

口徑：25-100mm滑片泵噴射泵具有一定壓力的工作流體從入口通道經(jīng)噴嘴高速射出，使噴嘴出口至泵端喉管區(qū)域，形成真空，使氣體與流體混合噴出，從而達(dá)到理想的真空抽氣效果。水錘泵水錘泵是一種利用水錘效應(yīng)直接將低水頭能轉(zhuǎn)換為高水頭能的高效提水裝置。其原理是利用水在流動中，突然受阻后，產(chǎn)生比正常壓力高十倍以上的瞬時水錘壓力，實現(xiàn)提水的。主要是通過調(diào)節(jié)沖擊閥上桿長度改變沖擊閥開關(guān)頻率來調(diào)節(jié)提水量的。雜質(zhì)泵PW污水泵系臥式單級單吸懸臂式離心泵。適用于輸送含少量細(xì)雜質(zhì)顆?；蚝w維、糞便等其它懸浮物的污水，被輸送的液體溫度不得超過100℃。真空泵（SZB型）SZB型水環(huán)式真空泵

2XZ直聯(lián)型旋片式真空泵2X臥式皮帶式真空泵IS、IH系列單級離心泵ISIH

80-65-160

葉輪名義直徑（mm）排出口直徑（mm）吸入口直徑（mm）單級單吸化工離心泵單級單吸清水離心泵GDL型立式多級管道泵40GDL6-12*11級數(shù)揚(yáng)程（m）流量（m3/h)立式多級管道泵吸入口直徑（mm)CYZ-A自吸式離心油泵150CYZ-A-80揚(yáng)程（m)第一次改進(jìn)自吸輸送介質(zhì)為油能滿足船用要求吸入口徑(mm)YW型液下是排污泵400YW1800-32-250功率（KW)揚(yáng)程(m)流量（m3/h)液下-排污吸入口徑（mm)各類鼓風(fēng)機(jī)L系列羅茨式鼓風(fēng)機(jī)

SSR系列羅茨式鼓風(fēng)機(jī)離心式鼓風(fēng)機(jī)

回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)

羅茨鼓風(fēng)機(jī)RR系列羅茨式鼓風(fēng)機(jī)各類通風(fēng)機(jī)F9-19，9-26高壓離心風(fēng)機(jī)HTFC型箱體離心風(fēng)機(jī)T35-11系列軸流風(fēng)機(jī)SJG管道斜流風(fēng)機(jī)

HLF（SWF）型混流風(fēng)機(jī)離心式屋頂風(fēng)機(jī)分離機(jī)的分類離心機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的一種分離機(jī)，它分為：過濾式離心機(jī)沉降式離心機(jī)（包括分離機(jī)）過濾式螺桿卸料臥式刮刀卸料上懸式：重力卸料機(jī)械卸料三足式：上部卸料下部卸料離心力卸料臥式活塞卸料：淡級、雙級、多級震動卸料進(jìn)動卸料螺旋卸料沉降-過濾組合

§

1.3流體機(jī)械的用途1.3.1按行業(yè)說明用途1.3.2按功能說明用途按行業(yè)說明用途

過程流體機(jī)械：在國民經(jīng)濟(jì)眾多的物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)中，如煤炭、石油化工、電力、冶金、機(jī)械、建筑、交通運(yùn)輸、醫(yī)藥、食品、城市給排水、農(nóng)業(yè)灌溉、環(huán)境治理、航空航天、國防裝備等都有著廣泛而重要的用途。按功能說明用途4、作為輔助性生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的動力源、控制儀

表的用氣、環(huán)境通風(fēng)等。1、給流體增壓與輸送液體，使其滿足各種生產(chǎn)條件的工藝要求。2、保證連續(xù)性的管道化生產(chǎn)。3、參與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的制作。

§1.4流體機(jī)械的發(fā)展趨勢1、創(chuàng)造新的機(jī)型

2、流體機(jī)械內(nèi)部流動規(guī)律的研究與應(yīng)用

3、高速轉(zhuǎn)子動力學(xué)的研究與應(yīng)用

4、新型制造工藝技術(shù)的發(fā)展

5、流體機(jī)械的自動控制

6、流